冲压模具知识讲解

训练大纲,一.什么是冲压？ 二.冲压加工概述 三.冲压加工的工艺特点 四.模具的基本结构 五.模具的基本组成部分 六.各零部件的作用 七.常用的各種衝壓材料講解 八.附录：A.八种材料的代号与硬度 B.常用钢材退火状态下的硬度值,讲师：郭新华2016.04.05,冲压模具结构知识讲解,一.什么是冲压？,冲压模具结构知识讲解,冲压：在常温状态下，通过冲床和模具对板材、带材、 管材及型材等 材料施加压力，使其材料产生分 离或塑性变 形，从而获得所需形状和尺寸的加 工方法,二.冲压加工概述,1.冲压按工艺分类主要有两大类：a 分离（冲裁）工序 b 成形工序 冲裁：使产品沿一定轮廓线与材料分离来获得工件的工序 成形：使材料在不被破坏的条件下发生塑性变形，从而达到所需形 状和尺寸的工件的工序 在实际生产过程中，常常是多种工序应用于一套模具上来满足形状 较为负杂的产品 其中：冲裁、弯曲、拉深、胀形等是冲压过程中几个主要的冲压工序,冲压模具结构知识讲解,二.冲压加工概述,常见的分离（冲裁）工序图示：,常见的分离（冲裁）工序图示：,冲压模具结构知识讲解,落料,切口,切边,剖切,弯曲,卷边,拉深,变薄拉深,翻边,压筋,落料,落料,压印(打字),二.冲压加工概述,冲压过程： 材料从变形到分离的冲压过程中，可分为三个步骤： 1.弹性变形阶段:在凸模的压力下，是材料产生弹性压缩、弯曲和拉深等变形 2.塑性变形阶段：经过弹性变形阶段，凸模继续往下压，是材料内的应力达到屈服强度，呆料产生塑性剪切变形。 3.断裂（分离）阶段：当凸模附近的应力达到材料破坏应力时，材料产生断裂。,1,2,3,冲压模具结构知识讲解,二.冲压加工概述,切断面： 冲压切断后的产品，其切断面可分为四个部分： a.榻角 :这是冲压开始以后凹凸模相互挤压造成 b.光亮带 :冲压时，刃口附近的板材被拉入刃口挤压造成，呈光亮状 c.撕裂带:凹凸模挤压并剪切板材时造成，呈灰暗状，空气下容易生锈 d.毛刺:冲压最后阶段，板材即将断裂时造成的形状,冲压模具结构知识讲解,三.冷冲压加工的工艺特点,冲压模具结构知识讲解,优点： 1.冲压加工可以获得极高的生产效率 2.可以得到形状比较复杂、用其它加工方法难以加工的产品，如薄壳工件等 3.产品的尺寸精度与模具的精度相关；因此，尺寸较稳定、互换性较高 4.材料利用率较高，冲压耗能少；单位产品的成本较低 5.冲压生产操作简单，易于实现自动化和机械化 6.适合于大批量的生产 缺点： 1.冲压模具一般比较复杂，模具加工周期较长，且成本较高 2.模具加工要求较高，不易制作,四.模具的基本结构知识,1.冲压模具的分类： 按完成工序的特征分类，模具可分为：冲裁模（落料/分离模）；拉深模；成型模等 按模具的导向形式分类，模具可分为：有导向模和无导向模 按模具完成的工序内容分类，又可分为：单工序模具（工程模），复合模，连续模 第一大类一般都是依照完成的内容来分类，大部分为单工序模（工程模） 第二类就是简单的依照模具上面是否有导向来分类。单工序模（工程模）与复合模都有 着重讲下第三大类： 单工序模具（工程模）：冲压一次行程只能完成一道工序的模具 复合模:冲压一次行程中，在同一工位上完成两道或更多工序的模具 连续模：具有两个或更多工位，材料随压力机（冲床）行程逐次送进一工位，从而是工件逐步成形的模具,冲压模具结构知识讲解,3. 工程模的结构,四.模具的基本结构知识,右图是一个工程模，数字对应的零部件分别为： 1.模柄 2.上模座 3.导套 4.导柱 5.凹模 6.下模座 7/14/15.固定螺丝 8.挡料销 9.导料板 10.固定卸料板 11.凸模 12.凸模固定板 13.垫板,冲压模具结构知识讲解,4. 复合模的零件结构,四.模具的基本结构知识,冲压模具结构知识讲解,右图是复合模结构，从上到下的零部件分别为： 1.上锁板 2.上垫块 3.上模座 4.上垫板 5.上夹板 6.母模板 7.内脱料板 8.外脱料板 9.公模板 10.下夹板 11.下垫板 12.下模座 13.下垫块 14.下锁板,4. 复合模零件结构：下图大概标示了模具的八块板,四.模具的基本结构知识,冲压模具结构知识讲解,模具的八块模 板实际见右图 1.上模座(TP) 2.上垫板(TBP) 3.冲头固定板(PP) 4.剥料背板(SBP) 5.剥料板(SP) 6.模仁固定板(DP) 7.下模垫板(DBP) 8.下模座(DS),冲压模具结构知识讲解,四.模具的基本结构知识,5连续模的结构,右图是复合模结构， 从上到下的零部件 分别为： 1.上锁板 2.上垫块 3.上模座 4.上垫板 5.上夹板 6.止挡板 7.上脱料板 8.下模板 9.下垫板 10.下模座 11.下垫块 12.下锁板,四.模具的基本结构知识,5连续模的生产产品的料带,冲压模具结构知识讲解,五.模具的基本组成部分,冲压模具结构知识讲解,1.冲压模具的组成按零件的性能分类主要分为：工艺构件和辅助构件，其表示如下图,五.模具的基本组成部分,冲压模具结构知识讲解,1.上模座 材质：45# （不需要热处理） T=40.00 mm 代码：UP 硬度要求：自身硬度，无特别要求 主要作用：放置外导套、限位柱以及 卸料弹簧上模座厚度的大小与卸料弹簧的长度有直接的关系 加工机种：铣床、磨床、慢走丝,2.上垫板 材质：SLD T=12.000mm 代码：PB 硬度要求：HRC5862 （需深冷处理） 主要作用：承受冲头或镶件在冲压过 程受力回让，避免上模座 发生凹陷或变形。 加工机种：铣床、磨床、中走丝,上垫板,上夹板,上模座,五.模具的基本组成部分,3.夹板 材质：SLD T=18.000mm 代码：PP 硬度要求：HRC5862 （需深冷处理） 主要作用：固定各冲头、镶件，保证零 件作用位置和精度； 加工机种：NC、铣床、磨床、慢走丝,冲压模具结构知识讲解,4.脱料垫板 材质：SLD T=12.000mm 代码：SB 硬度：HRC5862 作用：固定卸料镶件、承受成 型镶件在生产过程中所 产生的集中应力 加工机种：铣床、磨床、中走丝,五.模具的基本组成部分,脱料垫板,脱料板,5.脱料板 材质：SLD T=18.000mm 代码：PP 硬度要求：HRC5862 （需深冷处理） 主要作用：固定各冲头、镶件，保证零 件作用位置和精度； 加工机种：NC、铣床、磨床、慢走丝,冲压模具结构知识讲解,冲压模具结构知识讲解,五.模具的基本组成部分,下模板,下垫板,6.下模板 材质：SLD T=25.000mm 代码：DP 硬度：HRC5862 作用：1.放置凹模镶件， 保证位置的精确性 2.承受冲剪时的旁侧力,7.下垫板 材质：SLD（需要淬火处理） T=15.000mm 代码：DB 硬度：HRC5862 作用：承受镶块冲压时所产生的力， 防止下模座凹陷或变形,下模座 材质：45#（不需要热处理） T=50.00mm 硬度要求：自身硬度，无特别要求 代码：LP 作用：放置外导柱、限位柱、 弹簧以及浮料销组件,以上各板在加工时对于板的平面度及上下表面的平行度的要求较严，,下模座,五.模具的基本组成部分,冲压模具结构知识讲解,六.模具其他各部件的作用,冲压模具结构知识讲解,1.导料板组件： 主要作用：就是在料带还没有进入模具之前先将料条导正，使料条与模具平行 下图红色区域为导料板 组件,2.冲头的结构,（1）.挂台固定，成本较低，但不方便维修。 （2）.压块固定适用于所有模具，方便维修。 （3）.入子固定一般用于精度要求较高的模具，方便维修，但成本较高。,冲压模具结构知识讲解,六.模具其他各部件的作用,3.卸料板镶件： 放置于卸料板内，冲头精确导向用，方便模具的调整，常规的形式有三种 台阶式、锁紧式、双层式 最常用的是台阶式,冲压模具结构知识讲解,六.模具其他各部件的作用,4.导正钉和误送料检测装置 导正钉的作用是在模具未做工之前将料条精确导正 误送料检测装置的主要作用是连接感应器，料条在送错位时，可防止模具闭合，已达到保护模具的目的,冲压模具结构知识讲解,六.模具其他各部件的作用,5.外导柱、导套及内导柱、导套 以上均为模具的定位元器件（采购标准件），模具在做工时，外导柱导套首先进行初定位，然后内导柱导套进行精确定位，以保证模具的精确度,6.限位柱： 防止合模高度设置错误而损坏模具，对模具和内部镶件起保护作用,冲压模具结构知识讲解,六.模具其他各部件的作用,7.导料销 导料销就是在模具中送料时起导向作用； 同时，它也起卸料作用，导料销的放置建议尽量靠近引导针。,冲压模具结构知识讲解,六.模具其他各部件的作用,8.固定螺栓： 固定螺栓的作用就是将模具各组件之间固定，提供锁紧力，是模具各组件在手里的状态下保持稳定的状态,9.螺塞： 模具中，螺塞一般都是配合弹簧一块使用的，用来限制弹簧使得弹簧在受力的情况下能被压缩，螺塞可以用来调节弹簧的预压力,冲压模具结构知识讲解,六.模具其他各部件的作用,10.卸料弹簧及卸料螺钉： 卸料螺钉一般采用内螺纹式，这样既可以用来固定卸料板，也可以很方便的对卸料板进行拆卸 卸料弹簧主要是给卸料板提供足够的压料力和卸料力 所谓的压料力通常就是指压住材料的力。当模具工作时就需要压料力，使得材料在模具做工未完成前材料不会因为力的作用而发生移动 卸料力是指在模具做工完成后，冲头与材料是紧密连在一起的，要如何使他们之间分开而不会影响料条的变形，这时候我们就会需要卸料力了使得冲头与料条之间很平稳的分开,冲压模具结构知识讲解,六.模具其他各部件的作用,七.常用的冲压材料讲解,1. SPCC (冷軋鋼板)：冷軋鋼品是以酸洗後的熱軋鋼捲，於冷軋工場常溫軋延至0.303.20mm後， 經電解清洗、退火及調質等過程製造而成。冷軋鋼品因厚度薄、尺寸精確、表面粗糙度分級多，容易塗漆及電鍍、且機械性質及加工性良好，易於衝壓製成各種產品，故用途非常廣泛，舉凡汽車車體、電子零件、家電用品、鋼製傢俱、容器等，均需大量使用冷軋鋼品做為加工材料。 該產品依用途別可區分為下列三類： 1.一般品質：SPCC ,適用於加工程度較低的產品，例如供作彎曲、淺度衝壓成型及焊接等加工之零組件。 2.衝壓品質：SPCD ,具較佳加工成型性，適用於一般品質無法勝任的衝壓及高度成型之零組件。 3.深衝品質：SPCE ,具有更佳的加工成型性，適用於衝壓品質無法勝任，須高度成型或具時效性要求的特殊零組件加工。 因表面須電鍍，因環保問題，現今電腦業界已較少人使用。,冲压模具结构知识讲解,七.常用的冲压材料讲解,冲压模具结构知识讲解,2. SECC(鍍鋅鋼板)：電鍍鋅鋼捲底材為一般的冷軋鋼捲，在連續電鍍鋅產線經過脫脂、酸洗、電鍍及 各種後處理之製程後，即成為電鍍鋅產品，此產品特性不但具有一般冷軋鋼片的機械性質及近似的加工性，且具有優越的耐蝕性及裝飾性外觀；在電子產品、家電及傢具的市場上具有很大的競爭性及取代性。 該產品依用途別可區分為下列三類： 1.一般品質：SECC,適用於加工程度較低的產品例如供作彎曲、淺度衝壓成型及焊接等加工之零組件。 2.衝壓品質：SECD ,具較佳加工成型性，適用於一般品質無法勝任的衝壓及高度成型之零組件。 3.深衝品質：SECE(N) ,具有更佳的加工成型性，適用於衝壓品質無法勝任，須高度成型或具時效性要求的特殊零組件加工。 4. 近來大量用在通訊、PC 產品，取代SPCC，唯一缺點，切斷面及折痕容易生銹。,3. SPTE(馬口鐵)：是一種超薄冷軋的低碳鋼片，主要用途是供應製罐業所使用的鍍錫、鍍鉻鐵皮的原板。導電性強，外觀佳，因成本考量有些來取代SUS，非磁性材料，但沖壓加工次數越多，磁性越強。在Notebook上常用於EMI shielding pan ,非需高強度結構之bracket ,plate . 該產品依用途別可區分為下列三類： 一次軋延 : T1 T5 材質，T1軟T5硬 二次軋延 : DR8DR10 材質，DR8軟DR10硬 表面處理/ 符號 區分 特徵 B 光面處理 在具有細紋光滑表面之底片上，將錫層施以熔融之光澤表面。 R 粗面處理 在具有一定方向的磨刀石紋表面之底片上，將錫層施以熔融處理之光澤表面。 S 銀面處理 在具有較粗霧狀無光澤表面之底片上，將錫層施以熔融處理之光澤表面。 M 鈍面處理 通常在無光澤表面之底片上錫後，不經熔融處理之光澤表面。,七.常用的冲压材料讲解,冲压模具结构知识讲解,4. 磷青銅片(PBS )PHOSPHOR BRONZE SPRING： 磷青銅係由青銅(銅錫合金)添加脫氧劑，磷(P)含量0.030.35%及其它微量元素如Fe、 Z n等組成。延展性、耐疲勞性均佳，可用於電氣及機械材料，且耐蝕性，材料可靠度高於一般銅合金製品，以連續熔解鑄造(板片、銅卷)方式製成，具高度之材質均勻性。導電性佳、彈性高、富耐磨耗；是電氣開關、端子等應用之彈片及導電材料，但沒有不銹鋼之強度。外觀須電鍍。故目前在Notebook 用於EMI之需求 . C5111： 錫含量，強度佳，耐蝕性好，加工性優良，可用於高性能電氣用精密材料。 C5102： 錫含量，強度佳，耐蝕性好，加工性優良，可用於高性能電氣用精密材料。 C5191： 錫含量6%，電機材料，接著端子，IC元件等均可使用，高強硬度特質。 C5212： 錫含量8%，有良好的強度特性，用於電氣材料。 C5210： 錫含量8%，耐疲勞及彈性特性佳，最適用於高性能電子連接,七.常用的冲压材料讲解,冲压模具结构知识讲解,6. SUS304(不銹鋼)：用途最多之不銹鋼種，因含有 Ni 故比 Cr 鋼較富耐蝕性耐熱性，且具低溫強度，故機械特性非常好，加工硬化性非常大，加熱處理不硬化，非磁性，強度佳，較沒彈性，常使用厚度 0.4T 1.0T之間。故目前在Notebook常被廣泛運用在需結構強度之Bracket ,運用上必須指定級數,以期達到設計之需求.一般最好取3/4H為宜.若是須引伸抽型,若運用於LCD bracket ,一般最好取1/2H為宜. 6. SUS301(不銹鋼)：Cr (鉻) 成分比 SUS304 低，耐蝕性較差，但冷間加工能得到非常高度的拉加及硬度，其特性用途廣大，因彈性佳，故目前在Notebook常被廣泛運用在防EMI上，做彈性接觸部份，但常用厚度在 0.4T 0.07T 之間。運用上必須指定級數,以期達到設計之需求(例如彈力,強度).並須注意301材料有金屬結晶性方向性,越高級數者越是硬且脆,若成型上不注意,易造成隅角及側壁裂紋.,冲压模具结构知识讲解,七.常用的冲压材料讲解,SUS 301 與 SUS 304 材質硬度比較 材质代号 硬度 材质代号 硬度材质代号 硬度 SUS 301 H HV 48020 SUS 304 H HV 38020 SUS 430 HV 200 SUS 301 3/4H HV 38020 SUS 304 3/4H HV 30020 SUS 301 1/2H HV 30020 SUS 304 1/2H HV 26020 SUS 304 HV20020 材質性能 SUS 301 :適合用彈性用途,含碳量高,硬度高,不易彈性疲乏.延展性不好,不易抽伸. SUS 304 :不適合用彈性用途,含碳量低硬度低(軟). SUS 430 :材料含雜質較多(不純),導致硬度不穩定. 備註: 1.若兩著硬度接近 如(SUS 301 3/4H跟SUS 304 H) 雖然硬度相同,但是用在彈性的產品上 SUS 304 H 較易產生彈性疲乏. 2.材料厚度影響硬度公差(越厚公差越大).,七.常用的冲压材料讲解,冲压模具结构知识讲解,7. AL1050(鋁合金)：材料含鋁較純，材質輕，散熱好， 材質不易加工，強度相對比較低，具有優良之 成形性、熔接性、耐蝕性。故目前在Notebook上常用於散熱片等不須重負荷處. 8. AL5052(鋁合金)：散熱好、材料較硬、強度強，成形性、熔接性、耐蝕性良好,但材質不易加工。 目前廣泛用於筆記型電腦代替馬口鐵, 取其質輕散熱性佳且強度較一般鋁材料為佳. 可設計運用於Shielding plate , I/O bracket , Module drive 之 bracket .,冲压模具结构知识讲解,七.常用的冲压材料讲解,冲压模具结构知识讲解,八。附录：A.八种常用材料的代号与硬度,八。附录： B.常用钢材退火状态下的硬度值,